内存对齐-C语言struct内存占用问题

转1个写的比较全面的.

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一、 ANSI C标准中并没有规定，相邻声明的变量在内存中一定要相邻。
，，。而且在上述的三条中，第2条里，offset必须是成员 大小的整数倍，如果这个成员大小小于等于4则按照上述准则进行，但是如果大于4了，则结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量（offset）只能按照 是4的整数倍来进行判断是否添加填充。
譬如：
) ) ，如果这个值比结构体成员的sizeof值小，那么该成员的偏移量应该以此值为准，即是说，结构体成员的偏移量应该取二者的最小值，公式如下：
offsetof( item ) = min( n, sizeof( item ) )
注意：如果#pragma pack (n)中指定的n大于结构体中最大成员的size，则其不起作用，结构体仍然按照size最大的成员进行对界。
   VC对结构的存储的特殊处理确实提高CPU存储变量的速度，但是有时候也带来了一些麻烦，我们也屏蔽掉变量默认的对齐方式，自己可以设定变量的对齐方式。
VC 中提供了#pragma pack(n)来设定变量以n字节对齐方式。n字节对齐就是说变量存放的起始地址的偏移量有两种情况：第一、如果n大于等于该变量所占用的字节数，那么偏 移量必须满足默认的对齐方式，第二、如果n小于该变量的类型所占用的字节数，那么偏移量为n的倍数，不用满足默认的对齐方式。结构的总大小也有个约束条 件，分下面两种情况：如果n大于所有成员变量类型所占用的字节数，那么结构的总大小必须为占用空间最大的变量占用的空间数的倍数；否则必须为n的倍数。
下面举例说明其用法。
#pragma pack(push) //保存对齐状态
#pragma pack(4)//设定为4字节对齐
struct test
{
char m1;
double m4;
int m3;
};
#pragma pack(pop)//恢复对齐状态
以上结构的大小为16，下面分析其存储情况，首先为m1分配空间，其偏移量为0，满足我们自己设定的对齐方式（4字节对齐），m1占用1个字节。接着开始 为 m4分配空间，这时其偏移量为1，需要补足3个字节，这样使偏移量满足为n=4的倍数（因为sizeof(double)大于n）,m4占用8个字节。接 着为m3分配空间，这时其偏移量为12，满足为4的倍数，m3占用4个字节。这时已经为所有成员变量分配了空间，共分配了16个字节，满足为n的倍数。如 果把上面的#pragma pack(4)改为#pragma pack(16)，那么我们可以得到结构的大小为24。
四、“空结构体”（不含数据成员）的大小不为0，而是1。
试想一个“不占空间”的变量如何被取地址、两个不同的“空结构体”变量又如何得以区分呢？于是，“空结构体”变量也得被存储，这样编译器也就只能为其分配一个字节的空间用于占位了。
如下：
struct S { };
sizeof( S ); // 结果为1

经过我验证，在VC2008上的确如此。
五、含位域结构体的sizeof
位域成员不能单独被取sizeof值，我们这里要讨论的是含有位域的结构体的sizeof，只是考虑到其特殊性而将其专门列了出来。
C99规定int、unsigned int和bool可以作为位域类型，但编译器几乎都对此作了扩展，允许其它类型类型的存在

六、一些面试题

　Intel、微软等公司曾经出过一道类似的面试题：

1. #include <iostream.h>

2. #pragma pack(8)

3. struct example1

4. {

5. short a;

6. long b;

7. };

8. struct example2

9. {

10. char c;

11. example1 struct1;

12. short e;    

13. };

14. #pragma pack()

 

15. int main(int argc, char* argv[])

16. {

17. example2 struct2;

18. cout << sizeof(example1) << endl;

19. cout << sizeof(example2) << endl;

20. cout << (unsigned int)(&struct2.struct1) - (unsigned int)(&struct2) 

<< endl;

21. return 0;

22. }

问程序的输入结果是什么？答案是：

　　程序中第2行#pragma pack (8)虽然指定了对界为8，但是由于struct example1中的成员最大size为4（long变量size为4），故struct example1仍然按4字节对界，struct example1的size为8，即第18行的输出结果；

　　struct example2中包含了struct example1，其本身包含的简单数据成员的最大size为2（short变量e），但是因为其包含了struct example1，而struct example1中的最大成员size为4，struct example2也应以4对界，#pragma pack (8)中指定的对界对struct ex

ample2也不起作用，故19行的输出结果为16；

　　由于struct example2中的成员以4为单位对界，故其char变量c后应补充3个空，其后才是成员struct1的内存空间，20行的输出结果为4。

七天、补充
有朋友对上面的内容提出了一下质疑：
质疑1
2012-01-03 01:08 | 回复

我 在自己的机子上测试了一下，发现linux上用 gcc（4.6.1）编译后struct的内存对齐和vs2010里的cl.exe一样，都是以最大成员长度为准，不像文章所说的gcc里最大是4个字 节。另外在linux上可以定义空struct，用sizeof获取长度为0，这也和文章所说的不一致，我在vs2010里没法定义空struct，所以 没有得到结果。 
  
个人觉得可能是新版本的编译器已经把这部分的规则统一了。